แนวทางการเลือกตัวควบคุมลอจิกแบบตั้งโปรแกรมได้

เมื่อออกแบบระบบ Programmable Logic Controller (PLC) ขั้นตอนแรกคือการกำหนดกลยุทธ์การควบคุม ขั้นตอนต่อไปเกี่ยวข้องกับการเลือกทางวิศวกรรมของฮาร์ดแวร์ PLC เฉพาะ คุณลักษณะของผังกระบวนการและข้อกำหนดการใช้งานเฉพาะทำหน้าที่เป็นพื้นฐานหลักสำหรับกระบวนการคัดเลือกนี้ PLC และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องควรได้รับการบูรณาการและเป็นมาตรฐาน โดยเลือกตามหลักการบูรณาการเข้ากับระบบควบคุมอุตสาหกรรมโดยรวมอย่างราบรื่น และความสะดวกในการขยายการทำงาน ระบบ PLC ที่เลือกควรเป็นโซลูชันที่สมบูรณ์และเชื่อถือได้ พร้อมด้วยประวัติการดำเนินงานที่ประสบความสำเร็จภายในภาคอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว นอกจากนี้ การกำหนดค่าฮาร์ดแวร์ของระบบ ความสามารถของซอฟต์แวร์ และคุณลักษณะการทำงานของระบบจะต้องสอดคล้องอย่างเหมาะสมกับขนาดของโรงงานและข้อกำหนดในการควบคุมเฉพาะ ความคุ้นเคยกับ PLC แผนภูมิฟังก์ชัน และภาษาการเขียนโปรแกรมที่เกี่ยวข้องจะช่วยลดเวลาในการตั้งโปรแกรมได้อย่างมาก ดังนั้นในระหว่างขั้นตอนการคัดเลือกและการประมาณค่าทางวิศวกรรม จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องทำการวิเคราะห์โดยละเอียดเกี่ยวกับคุณลักษณะของกระบวนการและข้อกำหนดในการควบคุม สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการกำหนดงานควบคุมและขอบเขตอย่างชัดเจน และระบุการดำเนินการและการดำเนินการที่จำเป็น ต่อมา-ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดในการควบคุมเหล่านี้-เราสามารถประมาณจำนวนจุดอินพุต/เอาท์พุต (I/O) และความจุหน่วยความจำที่ต้องการ และกำหนดฟังก์ชัน PLC ที่จำเป็นและข้อกำหนดเฉพาะของอุปกรณ์ภายนอกได้ สุดท้ายนี้ วัตถุประสงค์คือเพื่อเลือก PLC ที่เสนออัตราส่วนราคา-ประสิทธิภาพที่เหนือกว่า และเพื่อออกแบบระบบควบคุมที่เกี่ยวข้อง

การประมาณจุด I/O
เมื่อประมาณจำนวนจุด I/O สิ่งสำคัญคือต้องรวมระยะขอบที่เหมาะสมไว้ด้วย โดยทั่วไป จำนวน I/O โดยประมาณจะได้มาจากการนำจำนวนจุดที่ต้องการที่คำนวณทางสถิติมาบวกกับส่วนต่างการขยาย 10% ถึง 20% เมื่อทำการสั่งซื้อจริง อาจจำเป็นต้องปัดเศษจำนวน I/O โดยประมาณเพื่อให้สอดคล้องกับข้อกำหนดเฉพาะของผลิตภัณฑ์และการกำหนดค่าโมดูลที่ผู้ผลิต PLC นำเสนอ

ความจุหน่วยความจำ
"ความจุหน่วยความจำ" หมายถึงขนาดรวมของหน่วยจัดเก็บข้อมูลฮาร์ดแวร์ที่ PLC จัดเตรียมไว้ ในขณะที่ "ความจุของโปรแกรม" หมายถึงส่วนเฉพาะของหน่วยความจำนั้นที่ใช้โดยแอปพลิเคชันโปรแกรมของผู้ใช้ ดังนั้นความจุของโปรแกรมจึงน้อยกว่าหรือเท่ากับความจุหน่วยความจำทั้งหมดเสมอ ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ เนื่องจากยังไม่ได้เขียนแอปพลิเคชันของผู้ใช้ ความจุของโปรแกรมที่แน่นอนจึงยังไม่ทราบ และสามารถระบุได้หลังจากที่โปรแกรมได้รับการดีบั๊กโดยสมบูรณ์แล้วเท่านั้น เพื่ออำนวยความสะดวกในกระบวนการเลือกโดยการประมาณที่เหมาะสมของพื้นที่เก็บข้อมูลที่ต้องการ โดยทั่วไปความจุหน่วยความจำทั้งหมดจะถูกใช้เป็นพร็อกซีสำหรับความจุของโปรแกรมในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ ไม่มีสูตรตายตัวในการประมาณความจุหน่วยความจำที่ต้องการ แม้ว่าสูตรต่างๆ จะปรากฏในวรรณกรรม แต่โดยทั่วไปแล้วสูตรเหล่านี้ใช้แนวทางทั่วไป นั่นคือ คำนวณ 10 ถึง 15 เท่าของจำนวนจุด I/O ดิจิทัล เพิ่ม 100 เท่าของจำนวนจุด I/O อนาล็อก และใช้ผลรวมนี้เป็นจำนวนคำทั้งหมด (โดยที่หนึ่งคำเท่ากับ 16 บิต) สำหรับหน่วยความจำ นอกจากนี้ ควรคำนึงถึงส่วนต่างความปลอดภัยเท่ากับ 25% ของค่าที่คำนวณได้นี้ด้วย

การเลือกฟังก์ชันการควบคุม
กระบวนการคัดเลือกนี้เกี่ยวข้องกับการเลือกคุณลักษณะเฉพาะ เช่น ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ ฟังก์ชันควบคุม ความสามารถในการสื่อสาร คุณสมบัติการเขียนโปรแกรม เครื่องมือวินิจฉัย และความเร็วในการประมวลผล
1. ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์
ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ของตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ (PLC) แบบธรรมดาโดยทั่วไปจะประกอบด้วยฟังก์ชันการดำเนินการลอจิกพื้นฐาน การกำหนดเวลา และการนับ PLC มาตรฐานขยายออกไปเพื่อรวมการดำเนินการต่างๆ เช่น การเคลื่อนย้ายข้อมูลและการเปรียบเทียบ ความสามารถทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนมากขึ้นนั้นครอบคลุมการดำเนินการเกี่ยวกับพีชคณิตและฟังก์ชันการถ่ายโอนข้อมูล PLC ขนาดใหญ่-ยังรวมอัลกอริธึมควบคุม PID แบบแอนะล็อกและฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ขั้นสูงอื่นๆ อีกด้วย ด้วยการถือกำเนิดของระบบเปิด PLC สมัยใหม่จึงมีความสามารถในการสื่อสารในระดับสากล ผลิตภัณฑ์เฉพาะอาจนำเสนอการสื่อสารกับ-อุปกรณ์ระดับล่าง การสื่อสารแบบเพียร์-}ถึง-แบบเพียร์กับ PLC อื่นๆ การสื่อสารกับ-ระบบโฮสต์ระดับที่สูงกว่า หรือความสามารถในการแลกเปลี่ยนข้อมูลกับ-ทั่วทั้งโรงงานหรือเครือข่ายองค์กร เมื่อเลือกแบบจำลองระหว่างขั้นตอนการออกแบบ ควรเลือกตามข้อกำหนดเฉพาะของการใช้งานจริง โดยเลือกเฉพาะฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ที่จำเป็นอย่างแท้จริง ในสถานการณ์สมมติของแอปพลิเคชันส่วนใหญ่ การดำเนินการลอจิกพื้นฐาน การกำหนดเวลา และฟังก์ชันการนับก็เพียงพอแล้ว แอปพลิเคชันบางตัวอาจต้องมีความสามารถในการถ่ายโอนข้อมูลและการเปรียบเทียบ ในขณะที่การดำเนินการเกี่ยวกับพีชคณิต การแปลงตัวเลข และอัลกอริธึมการควบคุม PID โดยทั่วไปจะสงวนไว้สำหรับแอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้องกับการตรวจจับและควบคุมสัญญาณอะนาล็อก จำเป็นต้องมีการดำเนินการ เช่น การถอดรหัสและการเข้ารหัส เมื่อจำเป็นต้องใช้ความสามารถในการแสดงข้อมูล

2. ฟังก์ชั่นการควบคุม
ฟังก์ชันควบคุมครอบคลุมอัลกอริธึม เช่น การควบคุม PID การป้อน-การชดเชยไปข้างหน้า และการควบคุมอัตราส่วน ฟังก์ชั่นเฉพาะที่เลือกควรถูกกำหนดตามข้อกำหนดการควบคุมที่แม่นยำของแอปพลิเคชัน เนื่องจาก PLC ได้รับการออกแบบมาเพื่อการควบคุมลอจิกตามลำดับเป็นหลัก งานควบคุมแบบอะนาล็อกในสถานการณ์ส่วนใหญ่จึงมักได้รับการจัดการโดยใช้ตัวควบคุมลูป-ลูปเดียวหรือหลาย-ลูปโดยเฉพาะ อีกทางหนึ่ง บางครั้งมีการใช้โมดูล I/O อัจฉริยะเฉพาะทางเพื่อดำเนินการฟังก์ชันควบคุมเฉพาะ- ซึ่งเป็นกลยุทธ์ที่ทำหน้าที่ปรับปรุงความเร็วการประมวลผลโดยรวมของ PLC และรักษาความจุของหน่วยความจำภายใน ตัวอย่างของโมดูลพิเศษดังกล่าว ได้แก่ หน่วยควบคุม PID ตัวนับความเร็วสูง- โมดูลอินพุตแบบอะนาล็อกที่มีการชดเชยความเร็ว และหน่วยการแปลง ASCII

3. ฟังก์ชั่นการสื่อสาร
ระบบ PLC ขนาดกลาง-ถึง-ขนาดใหญ่-ควรสนับสนุนฟิลด์บัสและโปรโตคอลการสื่อสารมาตรฐานที่หลากหลาย (เช่น TCP/IP) นอกจากนี้ เมื่อแอปพลิเคชันต้องการ ระบบเหล่านี้ควรสามารถสร้างการเชื่อมต่อกับเครือข่ายการจัดการของโรงงานได้ (ผ่าน TCP/IP) โปรโตคอลการสื่อสารจะต้องเป็นไปตามมาตรฐานการสื่อสาร ISO/IEEE และจะต้องประกอบด้วยเครือข่ายการสื่อสารแบบเปิด
ส่วนต่อประสานการสื่อสารของระบบตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ (PLC) จะต้องรวมถึงส่วนต่อประสานการสื่อสารแบบอนุกรมและขนาน พอร์ตสื่อสาร RIO ส่วนต่อประสาน DCS ทั่วไป และสิ่งที่คล้ายกัน สำหรับระบบ PLC ขนาดกลาง-ถึง-ขนาดใหญ่- บัสการสื่อสาร (รวมถึงอุปกรณ์อินเทอร์เฟซและสายเคเบิล) จะต้องได้รับการกำหนดค่าด้วยความซ้ำซ้อน 1:1 รถบัสสื่อสารเหล่านี้จะต้องเป็นไปตามมาตรฐานสากล และช่วงการสื่อสารจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่แท้จริงของสิ่งอำนวยความสะดวกเฉพาะ

ภายในเครือข่ายการสื่อสารของระบบ PLC อัตราการสื่อสารของเครือข่ายระดับบน-จะต้องเกิน 1 Mbps และโหลดการสื่อสารจะต้องไม่เกิน 60% รูปแบบหลักของเครือข่ายการสื่อสารสำหรับระบบ PLC มีดังนี้:
1) พีซีทำหน้าที่เป็นสถานีหลัก ในขณะที่ PLC หลายตัวในรุ่นเดียวกันทำหน้าที่เป็นสถานีทาส ซึ่งสร้างเครือข่าย PLC อย่างง่าย
2) PLC ตัวเดียวทำหน้าที่เป็นสถานีหลัก ในขณะที่ PLC อื่นๆ ในรุ่นเดียวกันทำหน้าที่เป็นสถานีทาส โดยสร้างเครือข่าย PLC หลัก-
3) เครือข่าย PLC เชื่อมต่อกับ DCS ขนาดใหญ่-ผ่านทางอินเทอร์เฟซเครือข่ายเฉพาะ ซึ่งทำหน้าที่เป็นเครือข่ายย่อยของ DCS
4) เครือข่าย PLC ที่เป็นกรรมสิทธิ์ (เครือข่ายการสื่อสารเฉพาะสำหรับผลิตภัณฑ์ PLC ของผู้ผลิตรายใดรายหนึ่ง)
เพื่อแบ่งเบาภาระงานการสื่อสารบน CPU-และตามความต้องการที่แท้จริงของการกำหนดค่าเครือข่าย- ควรเลือกตัวประมวลผลการสื่อสารที่มีความสามารถในการสื่อสารต่างๆ (เช่น จุด-ถึง-จุด, fieldbus)

4. ฟังก์ชั่นการเขียนโปรแกรม
โหมดการเขียนโปรแกรมออฟไลน์: ในโหมดนี้ PLC และอุปกรณ์การเขียนโปรแกรมใช้ CPU ร่วมกัน เมื่ออุปกรณ์การเขียนโปรแกรมอยู่ใน "โหมดการเขียนโปรแกรม" CPU จะจัดสรรบริการให้กับอุปกรณ์การเขียนโปรแกรมเท่านั้นและไม่ได้ควบคุมอุปกรณ์ภาคสนาม เมื่อการเขียนโปรแกรมเสร็จสมบูรณ์ อุปกรณ์การเขียนโปรแกรมจะเปลี่ยนเป็น "โหมดการทำงาน" ซึ่ง ณ จุดนี้ CPU จะกลับมาควบคุมอุปกรณ์ภาคสนามอีกครั้ง และไม่สามารถดำเนินการเขียนโปรแกรมได้ โหมดการเขียนโปรแกรมออฟไลน์สามารถลดต้นทุนของระบบได้ แม้ว่าการใช้งานและการดีบักอาจไม่สะดวกก็ตาม โหมดการเขียนโปรแกรมออนไลน์: ในโหมดนี้ CPU และอุปกรณ์การเขียนโปรแกรมต่างก็มี CPU เฉพาะของตัวเอง CPU โฮสต์มีหน้าที่รับผิดชอบในการดำเนินการควบคุมภาคสนามและแลกเปลี่ยนข้อมูลกับอุปกรณ์การเขียนโปรแกรมภายในรอบการสแกนเดียว อุปกรณ์การเขียนโปรแกรมจะส่งข้อมูลโปรแกรมที่สร้างใหม่หรือแก้ไขไปยัง CPU โฮสต์ และในรอบการสแกนที่ตามมา CPU โฮสต์จะดำเนินการตรรกะของระบบตามโปรแกรมที่ได้รับใหม่ แม้ว่าโหมดนี้จะมีต้นทุนที่สูงกว่า แต่ก็ให้ความสะดวกมากขึ้นสำหรับการดีบักและการทำงานของระบบ และมักนำมาใช้ในระบบ PLC ขนาดกลาง-ถึง-ขนาดใหญ่- ภาษาโปรแกรมมาตรฐานมีห้าภาษา: ภาษากราฟิกสามภาษา-Sequential Function Charts (SFC), Ladder Diagrams (LD) และ Function Block Diagrams (FBD)-และข้อความสองภาษา-ภาษาที่ใช้-Instruction Lists (IL) และ Structured Text (ST) ภาษาการเขียนโปรแกรมที่เลือกควรเป็นไปตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง (IEC 61131-3) นอกจากนี้ ควรสนับสนุนรูปแบบการเขียนโปรแกรมทางเลือกต่างๆ เช่น C, Basic ฯลฯ เพื่อตอบสนองข้อกำหนดการควบคุมเฉพาะของแอปพลิเคชันเฉพาะทาง

5. ฟังก์ชั่นการวินิจฉัย
ความสามารถในการวินิจฉัยของ Programmable Logic Controller (PLC) ครอบคลุมทั้งการวินิจฉัยฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ การวินิจฉัยฮาร์ดแวร์ใช้ตรรกะตามฮาร์ดแวร์-เพื่อระบุตำแหน่งของข้อบกพร่องของฮาร์ดแวร์ ในขณะที่การวินิจฉัยซอฟต์แวร์จะถูกจัดหมวดหมู่เป็นการวินิจฉัยภายในและภายนอก การวินิจฉัยภายในเกี่ยวข้องกับการใช้ซอฟต์แวร์เพื่อประเมินประสิทธิภาพและฟังก์ชันภายในของ PLC การวินิจฉัยภายนอกเกี่ยวข้องกับการใช้ซอฟต์แวร์เพื่อประเมินความสามารถในการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่าง CPU ของ PLC และส่วนประกอบภายนอก เช่น โมดูลอินพุต/เอาต์พุต (I/O)
ความทนทานของฟังก์ชันการวินิจฉัยของ PLC ส่งผลโดยตรงต่อความสามารถทางเทคนิคที่จำเป็นสำหรับบุคลากรฝ่ายปฏิบัติการและบำรุงรักษา รวมถึงเวลาเฉลี่ยในการซ่อมแซม (MTTR)

6. ความเร็วในการประมวลผล
ตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ทำงานโดยใช้กลไกการสแกน- จากมุมมองของข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์- ความเร็วในการประมวลผลควรเร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ หากระยะเวลาของสัญญาณอินพุตสั้นกว่าเวลาสแกนของ PLC ตัวควบคุมอาจล้มเหลวในการตรวจจับสัญญาณ ส่งผลให้ข้อมูลสูญหาย
ความเร็วในการประมวลผลขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความยาวของโปรแกรมผู้ใช้ พลังการประมวลผลของ CPU และคุณภาพของซอฟต์แวร์ PLC มีเวลาตอบสนองการสัมผัสที่รวดเร็วและมีความเร็วในการปฏิบัติงานสูง โดยโดยทั่วไปแล้วเวลาในการดำเนินการสำหรับคำสั่งไบนารี่แต่ละรายการจะอยู่ระหว่าง 0.2 ถึง 0.4 ไมโครวินาที (µs) ด้วยเหตุนี้ จึง-เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการควบคุมที่เข้มงวดและความสามารถในการตอบสนองที่รวดเร็ว รอบการสแกน (เวลาสแกนโปรเซสเซอร์) ควรเป็นไปตามเกณฑ์ต่อไปนี้: สำหรับ PLC ขนาดเล็ก- เวลาสแกนไม่ควรเกิน 0.5 ms ต่อ 1,000 คำสั่ง (0.5 ms/K) สำหรับ PLC ขนาดกลาง-ถึง-ขนาดใหญ่- เวลาสแกนไม่ควรเกิน 0.2 ms ต่อ 1,000 คำสั่ง (0.2 ms/K)

ประเภทคอนโทรลเลอร์
ตามโครงสร้างทางกายภาพ PLC แบ่งกว้าง ๆ ออกเป็นสองประเภท: ประเภทอินทิกรัล (โมโนบล็อก) และประเภทโมดูลาร์ ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการทำงาน แบ่งออกเป็นสองประเภท: หน่วยที่ติดตั้งภาคสนาม- และหน่วยควบคุม-ห้อง-ที่ติดตั้ง นอกจากนี้ ตามความยาวของคำ CPU พวกเขาจะถูกจัดหมวดหมู่เป็นระบบ 1-บิต, 4-บิต, 8-บิต, 16-บิต, 32-บิต และ 64-บิต จากมุมมองเชิงแอปพลิเคชัน- โดยทั่วไปแล้ว PLC จะถูกเลือกตามฟังก์ชันการควบคุมเฉพาะหรือจำนวนจุดอินพุต/เอาท์พุตที่ต้องการ Programmable Logic Controllers (PLC) - แบบรวมมีจำนวนจุด I/O คงที่ ด้วยเหตุนี้ ผู้ใช้จึงมีความยืดหยุ่นในการเลือกอย่างจำกัด ทำให้เหมาะสำหรับระบบควบคุมขนาดเล็ก ในทางกลับกัน PLC ประเภทโมดูลาร์มีการ์ด I/O หรือโมดูลปลั๊กอินที่หลากหลาย ช่วยให้ผู้ใช้สามารถเลือกและกำหนดค่าจำนวนจุด I/O เฉพาะที่จำเป็นสำหรับระบบควบคุมได้อย่างสมเหตุสมผล ความเป็นโมดูลนี้อำนวยความสะดวกในการขยายฟังก์ชันที่สะดวกและยืดหยุ่น ทำให้โดยทั่วไปเหมาะสำหรับระบบควบคุมขนาดกลางถึงขนาดใหญ่

ประเภทอินพุต/เอาต์พุต

สัญญาณแยก (ปริมาณการสลับ): โดยหลักแล้วหมายถึงอินพุตแยกและเอาต์พุตแยกเฉพาะ-โดยเฉพาะ หน้าสัมผัสเสริมที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ต่างๆ ตัวอย่าง ได้แก่ หน้าสัมผัสเสริมของรีเลย์ภายในตัวควบคุมอุณหภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า (ซึ่งเปลี่ยนสถานะเมื่อหม้อแปลงร้อนเกินไป) หน้าสัมผัสเสริมของสวิตช์ลูกเบี้ยวของวาล์ว (ซึ่งเปลี่ยนสถานะเมื่อวาล์วเปิดหรือปิด) หน้าสัมผัสเสริมของคอนแทคเตอร์ (ซึ่งเปลี่ยนสถานะเมื่อคอนแทคเตอร์ทำงาน) และหน้าสัมผัสเสริมของรีเลย์โอเวอร์โหลดความร้อน (ซึ่งเปลี่ยนสถานะเมื่อรีเลย์ตัดการทำงาน) โดยทั่วไปสัญญาณเหล่านี้จะถูกส่งไปยัง PLC หรืออุปกรณ์ป้องกันที่ครอบคลุม โดยทั่วไปแหล่งจ่ายไฟสำหรับหน้าสัมผัสเหล่านี้จะได้รับจาก PLC หรืออุปกรณ์ป้องกันเอง เนื่องจากหน้าสัมผัสไม่มีแหล่งพลังงานภายในของตัวเอง จึงเรียกว่า "หน้าสัมผัสแบบพาสซีฟ" (หรือ "หน้าสัมผัสแบบแห้ง") และจัดประเภทเป็นอินพุตแบบแยกภายในบริบทของ PLC หรืออุปกรณ์ป้องกัน

1. ปริมาณดิจิทัล

ปริมาณทางกายภาพที่ไม่ต่อเนื่อง-ทั้งในแง่ของเวลาและขนาด-เรียกว่าปริมาณดิจิทัล สัญญาณที่แสดงถึงปริมาณดิจิทัลเหล่านี้เรียกว่าสัญญาณดิจิทัล วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ออกแบบมาเพื่อทำงานโดยใช้สัญญาณดิจิทัลเรียกว่าวงจรดิจิทัล

ตัวอย่างเช่น: เมื่อใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อนับจำนวนชิ้นส่วนที่ส่งออกจากสายการผลิตอัตโนมัติ สัญญาณจะถูกส่งไปยังวงจรสำหรับทุกชิ้นส่วนที่จัดส่ง ส่งผลให้บันทึกค่าเป็น "1" ในทางกลับกัน เมื่อไม่มีการส่งชิ้นส่วนใดๆ สัญญาณที่จ่ายให้กับวงจรจะเป็น "0" ดังนั้น สัญญาณที่แสดงจำนวนชิ้นส่วนจึงไม่ต่อเนื่อง-ทั้งชั่วคราวและเชิงปริมาณ- ทำให้เป็นสัญญาณดิจิทัล หน่วยปริมาณที่เล็กที่สุดในบริบทนี้คือหน่วยเดียว (1)

2. ปริมาณแอนะล็อก

ปริมาณทางกายภาพที่ต่อเนื่อง-ทั้งในแง่ของเวลาหรือขนาด-จะเรียกว่าปริมาณแอนะล็อก สัญญาณที่แสดงถึงปริมาณแอนะล็อกเหล่านี้เรียกว่าสัญญาณแอนะล็อก วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ออกแบบมาเพื่อทำงานโดยใช้สัญญาณแอนะล็อกเรียกว่าวงจรแอนะล็อก

ตัวอย่างเช่น: สัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตโดยเทอร์โมคัปเปิลระหว่างการทำงานเป็นสัญญาณอะนาล็อก เนื่องจากอุณหภูมิที่วัดได้ไม่สามารถกระโดดแบบฉับพลันหรือฉับพลันได้ไม่ว่าในสถานการณ์ใดๆ ก็ตาม สัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่ได้จึงมีความต่อเนื่อง-ทั้งทางชั่วคราวและเชิงปริมาณ นอกจากนี้ ค่าเฉพาะทุกค่าที่ได้รับจากสัญญาณแรงดันไฟฟ้านี้ในระหว่างกระบวนการแปรผันอย่างต่อเนื่องมีความสำคัญทางกายภาพที่เป็นรูปธรรม- กล่าวคือ ค่าดังกล่าวสอดคล้องกับการอ่านค่าอุณหภูมิเฉพาะ หลักการแปลง
1. ตัวแปลงดิจิทัล-เป็น-แอนะล็อก (DAC) คือระบบที่แปลงสัญญาณดิจิทัลเป็นสัญญาณแอนะล็อก โดยทั่วไปสามารถทำได้โดยการกรองผ่านต่ำ- สัญญาณดิจิทัลจะต้องผ่านการถอดรหัสในขั้นแรก-นั่นคือ รหัสดิจิทัลจะถูกแปลงเป็นระดับแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกันเพื่อสร้าง-สัญญาณคล้ายขั้นบันได- หลังจากนั้นจะถูกกรองด้วยตัวกรองความถี่ต่ำ-
ตามทฤษฎีสัญญาณและระบบ สัญญาณที่มีลักษณะคล้ายบันไดดิจิทัล-สามารถมองได้ว่าเป็นการโคจรของสัญญาณตัวอย่าง- แรงกระตุ้นในอุดมคติและสัญญาณพัลส์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ด้วยเหตุนี้ ตามทฤษฎีบท Convolution สเปกตรัมของสัญญาณดิจิทัลจึงเป็นผลคูณของสเปกตรัมของสัญญาณตัวอย่างอิมพัลส์-และสเปกตรัมของพัลส์สี่เหลี่ยม (เรียกว่าฟังก์ชัน Sa) ดังนั้น ด้วยการใช้ฟังก์ชัน Sa สำหรับการชดเชยสเปกตรัม จึงสามารถกู้คืนสัญญาณตัวอย่างดั้งเดิมจากสัญญาณดิจิทัลได้ นอกจากนี้ ตามทฤษฎีบทการสุ่มตัวอย่าง การใช้การกรองความถี่ต่ำ-ในอุดมคติกับสเปกตรัมของสัญญาณตัวอย่างจะทำให้ได้สเปกตรัมของสัญญาณแอนะล็อกดั้งเดิม
ในการใช้งานจริง หลักการทางทฤษฎีเหล่านี้ไม่ได้ถูกนำมาใช้โดยตรง เนื่องจากการสร้างสัญญาณตัวอย่างที่คมชัดและสมบูรณ์แบบถือเป็นความท้าทายทางเทคนิค ดังนั้น ขั้นตอนการกรองทั้งสองขั้นตอนนี้ (การชดเชยฟังก์ชัน Sa- และการกรองความถี่ต่ำผ่านอุดมคติ-) โดยทั่วไปจะรวมกัน (แบบเรียงซ้อน) นอกจากนี้ เนื่องจากคุณลักษณะการกรองในอุดมคติที่ต้องการโดยระบบนี้ไม่สามารถทำได้ทางกายภาพ ระบบจริงจึงสามารถให้เพียงการประมาณของกระบวนการนี้เท่านั้น
2. ตัวแปลงแอนะล็อก-เป็น-ดิจิทัล (ADC) คือระบบที่แปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณดิจิทัล กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการกรอง การสุ่มตัวอย่างและการเก็บรักษา และการเข้ารหัส
สัญญาณแอนะล็อกจะผ่านแถบ-ซึ่งจำกัดการกรองก่อน และผ่านวงจรตัวอย่าง-และ-ค้าง จากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นสัญญาณคล้ายขั้นบันได- ต่อจากนั้น สัญญาณนี้จะผ่านตัวเข้ารหัส ซึ่งจะแปลงระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันภายในสัญญาณบันไดให้เป็นรหัสไบนารี่ที่สอดคล้องกัน